linux篇【6】：进程等待

进程 = 内核结构 + 进程代码和数据
进程代码和数据一定会释放，但是 task/struct && mm_ struct:操作系统可能并不会释放该进程的内核数据结构
因为再次创建对象:1.开辟空间 2.初始化都要花时间。
linux会维护一张废弃的数据结构链表叫 obj，若释放进程，对应的进程的数据结构会被维护到这个链表中，这个链表没有释放空间，只是被设成无效，需要时就拿，节省开辟时间（这样的链表也称内核的数据结构缓冲池，操作系统叫：slab分派器）

三.进程等待

1.为什么要进行进程等待

①为了解决僵尸进程内存泄漏问题

子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存泄漏。进程一旦变成僵尸状态，那就刀枪不入，“杀人不眨眼”的kill -9 也无能为力。

②为了获取子进程的退出状态

父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。如，子进程运行完成，结果对还是不对，

或者是否正常退出。

2.wait与waitpid

wait()的方案可以解决回收子进程z状态，让子进程进入X十，wait是等待任意一个退出的子进程

wait演示：

waitpid：

pid_ t (int) 的返回值 :
>0:等待子进程成功，返回值就是子进程的pid
<0:等待失败
=0:等待成功，但子进程没有退出

第一个参数 pid:
>0:是几，就代表等待哪一个子进程退出，比如pid=1234，指定等待
-1:等待任意进程退出（通常是最后退出的那个进程）

第三个参数 option:

0:标识阻塞等待（就是父进程等待子进程死，子进程死后就回收它）

当options被设置为WNOHANG则函数非阻塞(Wait No Hang 夯住了)，且当没有子进程退出时，waitpid返回0

第二个参数status：

int* status：是一个整数，是输出型参数：父进程调用waitpid，可以通过status拿到子进程的退出码（具体过程：子进程退出后变为Z状态—子进程代码释放，只是维护着子进程的进程控制块 task_struct；此时子进程的进程控制块 task_struct中有两个整形退出码int exit_ code和退出信号 exit_ signal 会被填充，然后父进程会拿到这两个值放入status中，所以输出型参数要先定义然后传参时取地址 waitpid(id, &status, 0)，或者传nullptr 是不需要退出码）

只需要关心改整数的低16个比特位!

（1）低16个比特位的次低8比特位（次低8比特位）是退出码

证明：让子进程先睡眠5秒，然后退出，退出码设为0。子进程睡眠5秒期间父进程用 wait/waitpid 设成阻塞态，已知返回值：

pid_ t (int) 的返回值 :
>0:等待子进程成功，返回值就是子进程的pid
<0:等待失败 =0:等待成功，但子进程没有退出

利用ret接收返回值，当接收成功时，打印ret(这里的ret就是子进程的pid)，

并打印(status>>8) &0xFF ，status>>8是次低8比特位开始，与上0xFF(8个1)，就是退出码。我们会发现status中的退出码确实记录了子进程的退出码

（2）低8个比特位是终止信号

（kill -l 可查退出信号，异常就是因为收到信号，status&0x7F 可打印终止信号）

status&0x7F：status的低8位与上111 1111 ，就可得到终止信号

没有0号信号：

另一个接收

WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出）

WEXITSTATUS(status): 若 WIFEXITED 非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）

waitpid():
阻塞等待和非阻塞等待

当我们调用某些函数的时候，因为条件不就绪，需要我们阻塞等待，本质:就是当前进
程自己变成阻塞状态，等条件就绪的时候，在被唤醒!（这里的条件不就绪可能是任意的软硬件条件!）

3.父进程非阻塞等待(WNOHANG)

waitpid(-1,&status, WNOHANG);
WNOHANG 父进程为非阻塞等待 (Wait No Hang 夯住了)

返回值：=0，等待成功，但子进程没有退出；等待成功返回子进程pid，等待失败返回-1。

（1）父进程基于非阻塞的轮询等待的例子：

waitpid(-1,&status, WNOHANG); 在while循环内每次 waitpid执行一次，就检测一次子进程，如果子进程退出，就等待成功返回子进程pid；如果子进程没有退出，因为是非阻塞等待就等待成功返回0；

（2）父进程基于非阻塞的轮询等待，父进程也有任务的例子

#include <iostream>
#include <vector>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

typedef void (*handler_t)();

//方法集
std::vector<handler_t> handlers;

void fun1()
{
    printf("hello, 我是方法1\n");
}
void fun2()
{
    printf("hello, 我是方法2\n");
}

void Load()
{
    //加载方法
    handlers.push_back(fun1);
    handlers.push_back(fun2);
}

int main()
{
    pid_t id = fork();
    if(id == 0)
    {
        //子进程
        while(1)
        {
            printf("我是子进程, 我的PID: %d, 我的PPID:%d\n", getpid(), getppid());
            sleep(3);
        }

        exit(104);
    }
    else if(id >0)
    {
        //父进程
        // 基于非阻塞的轮询等待方案
        int status = 0;
        while(1)
        {
            pid_t ret = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
            if(ret > 0)
            {
                printf("等待成功, %d, exit sig: %d, exit code: %d\n", ret, status&0x7F, (status>>8)&0xFF);
                break;
            }
            else if(ret == 0)
            {
                //等待成功了，但是子进程没有退出
                printf("子进程好了没，奥， 还没，那么我父进程就做其他事情啦...\n");
                if(handlers.empty())    
                    Load();                添加任务
                for(auto f : handlers)
                {
                    f(); //回调处理对应的任务，即执行任务
                }
                sleep(1);
            }
            else{
                //出错了，暂时不处理
            }
        }
}